Une collaboration internationale entre des chercheurs espagnols et écossais a abouti à une nouvelle approche pour améliorer les catalyseurs nécessaires à la réalisation de la réaction d'évolution de l'hydrogène (HER). La réaction, dans laquelle l'eau se transforme en hydrogène et oxygène, est une alternative prometteuse à la dépendance de l'humanité aux combustibles fossiles pour satisfaire ses besoins énergétiques.

Les résultats, Publié dans Communication Nature , démontrer que les catalyseurs moléculaires HER peuvent fonctionner de manière efficace tout en soulignant l'importance fondamentale de comprendre les interactions catalyseur-eau sous-jacentes et l'équilibre fin de nombreux paramètres affectant l'évolution de l'hydrogène.

Carles Bo, chef de groupe à l'Institut de Recherche Chimique de Catalogne (ICIQ), est l'un des principaux auteurs de l'article. Il a déclaré:"Nous essayons de trouver des catalyseurs moins chers que ceux à base de métaux nobles utilisés actuellement, rendre économiquement viable la production d'hydrogène à partir de l'eau.

"Ces résultats accéléreront le développement d'une économie basée sur l'hydrogène."

La combinaison d'approches théoriques et expérimentales a permis aux scientifiques d'acquérir des connaissances mécaniques sur la réaction d'évolution de l'hydrogène et d'explorer le fonctionnement des nouveaux catalyseurs.

Dr Haralampos Miras, maître de conférences à l'École de chimie de l'Université de Glasgow, a déclaré:"Nous sommes intéressés à fabriquer des molécules conçues pour s'attaquer à des tâches difficiles telles que l'évolution de l'hydrogène à partir de l'eau et à comprendre comment ces molécules fonctionnent."

MoS 2 est un matériau prometteur pour la génération électrocatalytique d'hydrogène à partir de l'eau. Cependant, le réglage du matériau 2-D pour une interaction catalyseur-eau efficace n'est pas une mince affaire. Ici, les scientifiques ont utilisé MoS2 comme point de départ pour concevoir des analogues moléculaires qui imitent ses sites catalytiquement actifs tout en exposant un grand nombre d'entre eux.

La famille de catalyseurs moléculaires décrite dans l'article a été conçue à l'aide d'approches modulaires qui assurent une interaction efficace entre les sites catalytiques et les molécules d'eau, tout en évitant les métaux nobles coûteux. Le fait que la synthèse des nouveaux catalyseurs s'effectue à l'air libre et selon un procédé simple en deux étapes, fait allusion au potentiel d'évolutivité des approches et à leur viabilité économique pour concurrencer les catalyseurs à base de platine de pointe.

Le résultat de l'action COST financée par l'UE Polyoxométalate Chemistry for Molecular Nanoscience (PoCheMoN), les scientifiques ont travaillé ensemble pendant plusieurs années pour développer l'approche dévoilée dans le document.

Le Dr Miras a ajouté :« Il devient évident même pour les membres les plus sceptiques des personnalités publiques et politiques que l'épuisement des réserves de combustibles fossiles et les conséquences environnementales sans précédent que nous connaissons déjà, nécessitent des actions urgentes et décisives. Notre travail fait partie d'un effort mondial vers une économie basée sur l'hydrogène. Nous prévoyons que ces découvertes seront un point de départ pour une exploration plus approfondie des systèmes catalytiques moléculaires et en inspireront d'autres dans un effort pour s'attaquer à des problèmes scientifiques difficiles. »